自然循环临界热流密度实验研究

本文介绍高压自然循环临界热流密度(CHF)实验研究。结果表明,对于稳定流动,自然循环与强迫循环CHF值几乎没有差別;不稳定流动将导致CHF降低。文中还给出了自然循环CHF工况预算模型。     

自然循环临界热流密度实验现象及分析

对自然循环系统矩形通道内临界热流密度进行实验研究。研究发现:实验本体增加功率后,环状流液膜蒸干,壁温出现持续快速上升,实验本体出口发生沸腾临界。根据壁温的上升趋势和出口处流体的临界含汽率可以判断自然循环系统出现的临界热流密度(CHF)类型为干涸(Dryout)型。当自然循环系统沸腾临界出现时,自然循环流量出现明显的上升。根据理论分析可知:沸腾临界发生时导致自然循环流量上升的主要原因是环状流转变成弥散流,附在加热壁面的液膜消失,摩擦压降迅速减小。     

窄通道自然循环临界热流密度的非线性分析

通过自然循环流动实验,取得5 mm间隙窄矩形通道的自然循环临界热流密度（CHF）发生时的可视化图片,以及流量、壁温和实验段压差信号,并运用非线性分析技术对CHF发生过程进行了定性和定量研究。研究发现：自然循环压差时间序列的功率谱在半对数坐标中呈指数下降;自相关系数逐渐下降;三维吸引子相图表现出奇怪吸引子的特点。这表明了自然循环系统CHF的发生过程具有非线性混沌特性。自然循环CHF发生的初始阶段,由于流量脉动和流型往复变迁,流动和换热表现出一定的周期性;随着热流密度的提高,周期性减小,随机性增大,但总能达到一个确定的状态,体现了混沌运动的特点。     

窄矩形通道自然循环流动停滞与临界热流密度研究

在华北电力大学自然循环实验室进行了自然循环条件下窄矩形通道内的临界热流密度(CHF)实验,对实验中出现的流动停滞及传热恶化现象进行了观察。提出自然循环饱和沸腾条件下,窄矩形通道内的流动停滞-传热恶化发生机理。即自然循环流量漂移发生后会产生流型变迁不稳定,继而造成流量的持续波动,并导致停滞现象,从而使出口附近的液膜层在一定的热流密度下被完全蒸发并引起CHF现象。而窄矩形通道内,由于受间隙尺寸的限制,蒸汽流对加热面上的液膜层产生挤压作用,加热面上液膜层厚度因此会变得较薄,在较小的加热量下便能发生传热恶化。基于机理分析,给出了相应的计算模型。引入了考虑窄通道间隙尺寸效应的无量纲约束数Nconf和反映自然循环流动特点的特征因子C,分别对模型进行了修正。根据实验结果,对计算模型进行了多元回归拟合,并对其准确性进行了验证。通过对实验结果与模型计算值的比较发现,随着通道入口流速和系统压力的增大,CHF均增大;而随着出口干度的增大,CHF会减小。     

基于RELAP5的单通道自然循环流动不稳定性分析

针对某一自然循环实验,利用RELAP5程序对其建模,并进行数值分析,得出了该系统的流动不稳定性边界。对不同压力和不同上升段结构尺寸下的流动不稳定性边界及流量振动曲线进行了比较,分析了原因。最后,讨论了欠热沸腾对自然循环流动不稳定性的影响。研究结果可为自然循环系统的工程设计提供一定的借鉴。     

RELAP5程序对池式反应堆系统自然循环能力分析研究

<正>准确预测池式反应堆在全厂断电工况下的自然循环能力对于反应堆的设计和安全分析具有重要的意义。为验证RELAP5/MOD3.2程序对池式系统自然循环现象的模拟能力,针对某池式反应堆系统开展的自然循环实验进行了计算。系统节点划分包括模拟堆芯、主泵模拟件、外置循环泵、内热池、生物屏蔽柱通道、外热池、中间热交换器、独立热交换器、冷池、主容器冷却系统的建模。强迫循环稳态工况计算结果表明,热池内出现热     

临界热流密度实验

研究性重水堆改建后,燃料元件最大热流密度由原来的1×10~6千卡/米~2·时提高到1.7×10~6千卡/米~2·时,而且设计采用的是裸套管的计算公式。星形定位架对临界热流密度有无影响?考虑了该影响后安全系数还有多大?文献中还找不到合适的数据。为此需要进行实验研究,     

内螺纹管临界热流密度预测与数值计算

基于壁面汽泡壅塞理论,针对近临界压力区两相流动沸腾的偏离泡核沸腾(DNB)现象,对垂直上升内螺纹管的DNB型临界热流密度(CHF)进行了数值计算研究。以内螺纹管为分析对象改进已有的汽泡壅塞模型,计算了汽泡层区与主流区的极限传递质量流量、湍流速度分布、汽泡层区临界截面含气率等本构关系,汽泡脱离直径的计算考虑了汽泡接触角的影响。本文模型还根据大量CHF实验数据拟合得到了新的α_b关联式。最后,基于Fortran语言编制了CHF的理论预测数值模型程序,研究分析了压力、质量流速、热平衡干度及进口欠焓对CHF的影响,并根据CHF查表值对本文模型进行评估,同时将实验得到的内螺纹管CHF数据与采用Bowring模型、Katto模型、Shah模型和本文模型计算的CHF进行比较,发现本文模型的误差最小,与实验值吻合结果较好,说明本文模型能较好地对垂直上升内螺纹管DNB型CHF进行预测。     

矩形窄缝通道临界热流密度数值预测

利用已有的实验数据对Weisman模型和Kwon模型的计算结果进行计算与分析.结果表明:2套模型计算偏差分布趋势相似,但Kwon模型的分散度较小,精度更高.对于矩形窄缝通道,已有的汽泡壅塞模型预测精度较差;不宜将汽泡壅塞模型直接用于矩形窄缝通道.结合矩形窄缝通道自身的特性对其中的Kwon模型进行了拓展.改进后的模型具有...     

临界热流密度实验研究进展

临界热流密度是重要的限制性热工参数，它的大小直接影响反应堆的安全性和经济性。本文介绍了我国核电站临界热流密度实验研究进展，比较了国外核电站临界热流密度研究发展状况，文章认为，我国临界热流密度实验研究的发展方向是进行全长棒束非均匀加热临界热流密度的实验研究。     

管内流动轴向热流密度非均匀分布对临界热流密度的影响

圆管轴向热流密度均匀分布的临界热流密度预测,通常采用局部状态假说。然而,这种方法用来预测轴向非均匀加热的临界热流密度效果不佳。当前,发展了若干预测非均匀加热临界热流密度的方法。本文叙述了各种方法的机理及其实用价值。在压水堆工况下,建议采用 F 因子法;而在沸水堆情况下,则建议采用沸腾长度法。     

RELAP5模拟AP1000 ERVC自然循环过程研究

压力容器外部自然循环冷却(ERVC)系统作为AP1000的非能动安全系统之一,对熔融物堆内滞留,阻止放射性物质大规模释放起到关键的作用。本文通过RELAP5程序针对AP1000的ERVC系统建立模型,进行自然循环冷却的物理过程模拟,并对加热功率,冷却水过冷度,安全壳压力等关键参数进行了敏感性分析。除此之外本文还对分析模型进行简化,并对比了两个模型的计算结果,证明了简化的合理性。     

RELAP5模拟AP1000 ERVC自然循环过程研究

压力容器外部自然循环冷却(ERVC)系统作为AP1000的非能动安全系统之一,对熔融物堆内滞留,阻止放射性物质大规模释放起到关键的作用。本文通过RELAP5程序针对AP1000的ERVC系统建立模型,进行自然循环冷却的物理过程模拟,并对加热功率、冷却水过冷度、安全壳压力等关键参数进行了敏感性分析。除此之外,本文还对分析模型进行简化,并对比了两个模型的计算结果,证明了简化的合理性。     

对RELAP5程序临界流模型的评价

以RELAP5／MOD程序对3个临界流实验进行计算：1）法国Super Moby—Dick装置上的稳态实验，其实验段为D=15．47mm的长喷嘴；2）日本ROSA—IV／LSTF整体模拟装置上的小破口实验，其破口为D=22．5mm的孔板；3）瑞典Marviken大规模装置上的短喷嘴喷放实验，其喷嘴D=200-509mm，长／径比L／D=0．33～3．72。     

基于RELAP5的ERVC两相自然循环能力研究

利用RELAP5程序建立压力容器外部冷却（ERVC）系统模型,在水淹平衡条件下分析不同的安全壳内压力、冷却水过冷度、加热功率和水淹水位对系统两相自然流动能力的影响,找到各工况下的临界过冷度和不稳定性边界。结果表明：AP1000的ERVC系统设计具有很大裕量,仅依靠自然循环就可通过下封头对熔池进行有效冷却;安全壳内压力越高、冷却水过冷度越低、加热功率越大、水淹水位越高,两相自然循环流量越高。但当加热功率水平较低时,压力对临界过冷度影响不大;冷却水过冷度低于临界值时,会发生剧烈的倒流和流量震荡现象;当水淹水位低于5.5 m时,不能建立稳定的两相自然循环流动。     

ESPRIT试验验证RELAP5程序两相自然循环模拟能力

华龙一号核电厂中,在蒸汽发生器二次侧设置了非能动余热排出系统(PRS系统),可排出72 h内的堆芯剩余发热。为验证PRS系统能力,建立了三代核电非能动余热排出演示试验装置(ESPRIT)。该装置与华龙一号核电厂PRS系统高度比为1:1。开展了稳态运行和瞬态工况模拟试验,本文利用建立的RELAP5程序模型模拟了试验过程。与试验结果的比较显示RELAP5程序模拟两相自然循环现象的能力较好,但模拟蒸汽直接接触凝结的能力略有不足。     

低压棒束临界热流密度

测定了半圆形通道内六根均匀加热元件的临界热流密度。采用“硅光电池”法进行临界监测。给出了加热段出口附近装有定位栅和整个加热段都不装定位栅(“光棒”)两种情况的实验结果,并将结果分别整理成两个经验公式。实验结果表明:此种结构定位栅使临界热流密度严重降低。     

圆管内中低含汽率下临界热流密度的数值预测研究

采用汽泡边界层的形成和长大,造成近壁区泡泡雍塞,从而阻碍汽泡层和主流区的湍流交换的机理,建立了圆管中低含汽率临界热流密度的预测理论模型。经过与Ｔｈｏｍｐｓｏｎ和ＭａｃＢｅｔｈ的ＣＨＦＲ数据库比较,表明在圆管内中低含汽率工况下,预测结果和实验数据符合得较好,本文所提出的模型可用于圆管内中低含汽率工况下ＣＨＦ值的预测。     

低压临界热流密度公式评述

本文介绍５０年代以来，欧美及日本学者提出的多种低压临界热流密度（ＣＨＦ）公式及其特点。在分析比较的基础上，指出了选用低压ＣＨＦ公式应注意的事项及在这方面我国目前急待解决的问题。     

低压临界热流密度影响因素分析研究

介绍了低压临界热流密度试验的试验本体、测量方法、试验技术和试验结果分析。在试验研究中,探索了均匀加热的低压单管临界热流密度试验的关键技术和试验方法。研究了临界热流密度的影响参数,整理出适合低压的CHF经验关系式。